요거트가 발효되는 화학 작용에 대해서 설명해 주세요.
요거트의 경우 발효식품으로 널리 알려져있는데, 어떤 화학 작용을 통해 발효가 되는지 궁금합니다.
그리고 발효의 의미나 정의가 궁금합니다.
안녕하세요. 이원영 전문가입니다.
요거트는 유산균에 의해 발효되는 과정으로 일종의 화학작용을 일으킵니다.
발요과정은 유산균이 유당을 분해하여 젖산을 만들고 이로 pH가 낮아져 단백질이 응고되고 요거트 질감과 맛을 나타냅니다.
안녕하세요. 박정은 전문가입니다.
요거트는 발효식품으로, 특정 미생물이 우유 속 성분을 화학적으로 변환시켜 만들어집니다. 발효란 일반적으로 미생물이 유기물을 분해하여 에너지를 얻는 과정을 의미하며, 특히 산소가 부족한 조건에서 일어나는 혐기성 대사 과정을 말합니다. 요거트 발효 과정에서 주로 관여하는 미생물은 젖산균입니다. 이들 젖산균은 주로 락토바실러스(Lactobacillus)와 스트렙토코커스(Streptococcus) 속의 균으로, 우유의 주성분인 젖당(락토스, lactose)을 분해하여 젖산(lactic acid)을 생성합니다. 이 과정을 통해 요거트가 형성됩니다.
요거트 발효 과정에서 일어나는 주요 화학 작용은 다음과 같습니다.
첫 번째 단계는 젖당의 분해입니다. 젖산균은 우유 속의 젖당을 글루코스(glucose)와 갈락토스(galactose)로 분해합니다. 젖당은 이당류로서 두 개의 단당류인 글루코스와 갈락토스로 구성되어 있습니다. 젖산균은 젖당을 분해하는 효소인 락타아제(lactase)를 생산하여 이를 두 개의 단당류로 분해합니다.
두 번째 단계는 젖당에서 분해된 글루코스와 갈락토스를 이용하여 젖산을 생성하는 과정입니다. 젖산균은 글루코스를 해당과정을 통해 피루브산(pyruvate)으로 분해하고, 피루브산은 다시 젖산으로 환원됩니다. 이 과정에서 NADH가 NAD+로 산화되며, 젖산이 생성됩니다. 이러한 젖산 생성 과정은 다음과 같이 요약될 수 있습니다.
글루코스(C₆H₁₂O₆)는 해당과정을 통해 두 분자의 피루브산(2 CH₃COCOO⁻)으로 분해됩니다. 이 피루브산은 젖산균에 의해 젖산(2 CH₃CH(OH)COOH)으로 환원됩니다.
여기서 화학 반응식은 다음과 같습니다.
글루코스(C₆H₁₂O₆) → 두 분자의 피루브산(2 CH₃COCOO⁻)
피루브산(2 CH₃COCOO⁻) → 젖산(2 CH₃CH(OH)COOH)
젖산이 생성되면, 이는 우유의 pH를 낮추어 산성 환경을 조성합니다. pH가 낮아짐에 따라 우유 속의 단백질인 카제인(casein)이 응고되어 젤 상태로 변합니다. 이 과정이 요거트 특유의 걸쭉한 질감을 형성하는 주요 원인입니다. 또한, 산성 환경은 유해한 미생물의 성장을 억제하여 요거트의 보존성을 높이는 역할을 합니다.
발효의 정의는 미생물이 유기물을 분해하여 에너지를 얻는 과정으로, 특히 산소가 부족한 조건에서 일어나는 혐기성 대사 과정입니다. 발효 과정에서는 다양한 화학 물질이 생성될 수 있으며, 이들은 발효 식품의 맛, 향, 질감 등을 형성하는 데 중요한 역할을 합니다. 요거트의 경우 젖산이 주요 생성물로, 이는 요거트의 신맛과 걸쭉한 질감을 형성합니다.
결론적으로, 요거트는 젖산균이 우유 속 젖당을 분해하여 젖산을 생성하고, 이 과정에서 발생하는 산성 환경이 우유 단백질을 응고시키는 화학 작용을 통해 만들어집니다. 발효는 미생물이 산소가 부족한 환경에서 유기물을 분해하여 에너지를 얻는 과정으로, 이를 통해 다양한 발효 식품이 만들어질 수 있습니다.